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第一款多片16位微处理器是美国国家半导体公司(National Semiconductor)于1973年初期推出的IMP-16,8位的IMP-8芯片组又于1974年推出。1975年该公司推出了第一款单片16位微处理器,PACE,其基于NMOS技术的新版本,INS8900不久就替代了它。

其他早期的多片16位微处理器包括DEC用于PDP11小型机系列中LSI-11和PDP-11/30上的主板,还有仙童公司的MicroFlame 9440,这两款都是在1975年到1976年推出的。

另外德州仪器出的TMS 9900也是早期的单片16位处理器,同TI 990兼容。9900用在了TI 990/4 小型机,TI-99/4A家用电脑和TM990系列OEM品牌微机上。这块芯片封装成在一块陶瓷64脚双内线(DIP)芯片,而当时大多数8位微处理器都用更便宜的40脚DIP。 后续产品TMS 9980针对英特尔的8080推出,全兼容TI 990的16位指令集,一次传输8位数据,设计成塑料40脚DIP,但是只能寻址16KB。TMS 9995是这个系列的第三块芯片,使用了全新的设计。此系列产品后来扩展到了99105和99110。

英特尔走了一条不同的路,由于没有小型机可以模拟,他们采取扩充8080的办法设计出了16位的8086,这是后来几乎统治PC芯片的x86家族的第一个成员。英特尔推出的8086使得8080上的软件可以很经济的移植重用,商业上获得的成功超出预期。接着英特尔又发布80186, 80286, 还有1985年推出的32位80386,这些处理器都是向前兼容的,造就了英特尔PC市场的霸主地位。

集成内存管理器的微处理器是英特尔公司的柴尔茨等开发的,获得美国专利号4442484。

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